一种炼焦和烟气处理的耦合系统及方法技术方案

本申请实施例提供了一种炼焦和烟气处理的耦合系统及方法。炼焦和烟气处理的耦合系统包括炼焦装置、气化单元、余热回收单元、气体处理单元以及引风机。炼焦装置包括焦炉与烟道，焦炉用于产生烟气；气化单元通过烟道与焦炉连通，气化单元配置为利用烟气中的二氧化碳和水蒸气作为反应气体与含炭物质发生气化反应，以得到混合气，混合气包括合成气；余热回收单元与气化单元连通，余热回收单元配置为利用混合气的热量产生水蒸汽；气体处理单元与余热回收单元连通，气体处理单元配置为分离混合气以得到合成气；引风机设置在余热回收单元与气体处理单元之间，引风机用于抽取余热回收单元中的混合气并将混合气排出至气体处理单元中。混合气并将混合气排出至气体处理单元中。混合气并将混合气排出至气体处理单元中。

【技术实现步骤摘要】
一种炼焦和烟气处理的耦合系统及方法


[0001]本申请涉及焦化
，特别是涉及一种炼焦和烟气处理的耦合系统及方法。

技术介绍

[0002]焦炉是炼焦的主要热工设备，用于使煤炭化以产生焦炭。焦炉在炼焦过程中会产生荒煤气，荒煤气可以直接在焦炉内燃烧并为炼焦过程提供热量。具体地，荒煤气中的以碳氢化合物为主的元素与助燃空气中的氧气在一定条件下反应，可以放出大量的热，并生成以二氧化碳、水蒸气以及氮气为主的高温烟气。
[0003]在相关技术中，通常会对高温烟气进行处理以回收高温烟气中的热量，具体为通过余热锅炉中的水吸收高温烟气中的热量产生蒸汽，再利用产生的蒸汽驱动汽轮机发电，从而可以有效利用高温烟气的热量。但是释放热量后的烟气仍然富含二氧化碳和水蒸气，而二氧化碳作为温室气体，对气候和环境影响巨大。因此，如何降低炼焦过程中的二氧化碳的排放量是亟需解决的问题。

技术实现思路

[0004]本申请实施例的目的在于提供一种炼焦和烟气处理的耦合系统及方法，以减少炼焦过程中二氧化碳的排放。具体技术方案如下：
[0005]本申请第一方面的实施例提供了一种炼焦和烟气处理的耦合系统，包括：炼焦装置，包括焦炉与烟道，所述焦炉用于产生烟气；气化单元，所述气化单元通过所述烟道与所述焦炉连通，所述气化单元包括进料口，所述进料口用于供含炭物质从外部进入气化单元；所述气化单元配置为利用所述烟气中的二氧化碳和水蒸气作为反应气体与含炭物质发生气化反应，以得到混合气，所述混合气包括合成气，所述合成气包括一氧化碳和氢气；余热回收单元，所述余热回收单元与所述气化单元连通，所述余热回收单元配置为利用所述混合气的热量产生水蒸汽；气体处理单元，所述气体处理单元与所述余热回收单元连通，所述气体处理单元配置为分离所述混合气以得到所述合成气；引风机，所述引风机设置在所述余热回收单元与所述气体处理单元之间，所述引风机用于抽取所述余热回收单元中的混合气并将所述混合气排出至所述气体处理单元中。
[0006]在本申请实施例，炼焦和烟气处理的耦合系统包括炼焦装置、气化单元、余热回收单元、气体处理单元以及引风机。其中，炼焦装置包括焦炉，焦炉在炼焦过程中可以产生烟气，烟气中含有二氧化碳和水蒸气，烟气通过烟道进入气化单元中。在气化单元中，烟气中的二氧化碳和水蒸气可以作为反应气体与含炭物质发生气化反应得到混合气，混合气至少包括合成气，合成气包括一氧化碳和氢气，由于气化反应需要吸热，因此烟气还可以为气化反应提供热量，从而可以有效利用烟气的热量。气化反应生成的混合气进入余热回收单元中进行热量回收并产生水蒸汽，产生的水蒸汽可以用于发电，以进一步提高热量的有效利用率。热量回收后的混合气通过引风机进入气体处理单元中进行气体分离以分离出合成气。与相关技术相比较，本申请实施例的炼焦和烟气处理的耦合系统不仅可以回收烟气中
的热量，还可以利用烟气中的二氧化碳和水蒸气作为反应气体与含炭物质发生气化反应，得到合成气，合成气可以用作化工原料，由此既减少了炼焦过程中的二氧化碳的排放，又变废为宝，实现了低碳减排，绿色生产。
[0007]在本申请的一些实施例中，所述炼焦和烟气处理的耦合系统还包括压力转换装置，所述压力转换装置设置于所述烟道，所述压力转换装置用于向所述气化单元的方向输送气流，以使所述气化单元内保持正压状态。
[0008]在本申请的一些实施例中，所述压力转换装置包括喷头，所述喷头伸入所述烟道中，所述喷头用于向所述气化单元的方向喷射所述气流，所述气流包括二氧化碳和水蒸气。
[0009]在本申请的一些实施例中，所述混合气还包括二氧化碳，所述气体处理单元还配置为分离所述混合气以得到所述二氧化碳，所述气体处理单元与所述压力转换装置连通，以使所述气体处理单元分离得到的二氧化碳进入所述压力转换装置；所述余热回收单元还与所述压力转换装置连通，以使所述余热回收单元中的水蒸气进入所述压力转换装置。
[0010]在本申请的一些实施例中，所述炼焦和烟气处理的耦合系统还包括氧气供应单元，所述氧气供应单元分别与所述焦炉和所述气化单元连通，所述氧气供应单元配置为给所述焦炉和所述气化单元提供氧气。
[0011]在本申请的一些实施例中，所述混合气还包括二氧化碳，所述气体处理单元还配置为分离所述混合气以得到所述二氧化碳，所述气体处理单元还与所述焦炉连通，以使所述气体处理单元分离得到的二氧化碳进入所述焦炉中。
[0012]在本申请的一些实施例中，所述余热回收单元还与所述焦炉连通，以使所述余热回收单元中的水蒸气进入所述焦炉中。
[0013]在本申请的一些实施例中，所述混合气还包括二氧化碳，所述气体处理单元还配置为分离所述混合气以得到所述二氧化碳；所述炼焦和烟气处理的耦合系统还包括气体混合单元，所述气体混合单元分别与所述气体处理单元、所述氧气供应单元、所述余热回收单元以及所述焦炉连通，所述气体混合单元配置为对来自所述氧气供应单元的氧气、所述气体处理单元的二氧化碳以及所述余热回收单元的水蒸气进行混合以得到富氧助燃气体，并使所述富氧助燃气体进入所述焦炉中。
[0014]在本申请的一些实施例中，所述焦炉包括燃烧室和炭化室，所述炭化室配置为对煤进行干馏以产生可燃气，所述可燃气包括一氧化碳和氢气，所述燃烧室与所述炭化室连通，所述燃烧室配置为所述可燃气燃烧以产生烟气。
[0015]在本申请的一些实施例中，炼焦和烟气处理的耦合系统还包括储气罐，所述储气罐与所述气体处理单元连接，所述储气罐用于储存所述合成气。
[0016]本申请第二方面的实施例提出了一种耦合炼焦和烟气处理方法，应用于第一方面中任一项所述的炼焦和烟气处理的耦合系统。所述耦合炼焦和烟气处理方法包括：
[0017]将所述焦炉产生的烟气通过所述烟道通入所述气化单元中，并将含炭物质通过进料口输送至所述气化单元中；
[0018]将烟气中的二氧化碳和水蒸气作为反应气体与进入气化单元的含炭物质发生气化反应，以得到混合气，所述混合气至少包括合成气，所述合成气包括一氧化碳和氢气；
[0019]将所述混合气通入所述余热回收单元中，以使所述余热回收单元利用所述混合气的热量生成水蒸汽；
[0020]通过引风机将所述余热回收单元的混合气抽取并排出至所述气体处理单元中；
[0021]对所述气体处理单元中的混合气进行分离，以得到所述合成气。
[0022]根据本申请实施例的耦合炼焦和烟气处理方法，焦炉中生成的烟气进入气化单元中，烟气中含有二氧化碳和水蒸气。在气化单元中，烟气中的二氧化碳和水蒸气可以作为反应气体与含炭物质发生气化反应得到混合气，混合气至少包括合成气，合成气包括一氧化碳和氢气，由于气化反应需要吸热，因此烟气还可以为气化反应提供热量，从而有效利用烟气的热量。气化单元中的混合气进入余热回收单元中进行热量回收并产生水蒸汽，产生的水蒸汽可以用于发电，以进一步提高热量的有效利用率。热量回收后的混合气通过引风机进入气体处理单元中进行气体分离，以分离出合成气。与相关技术相比较，使用本申请实施例的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种炼焦和烟气处理的耦合系统，其特征在于，包括：炼焦装置(100)，包括焦炉(101)与烟道(102)，所述焦炉(101)用于产生烟气；气化单元(200)，所述气化单元(200)通过所述烟道(102)与所述焦炉(101)连通，所述气化单元(200)包括进料口(201)，所述进料口用于供含炭物质从外部进入气化单元(200)；所述气化单元(200)配置为利用所述烟气中的二氧化碳和水蒸气作为反应气体与含炭物质发生气化反应，以得到混合气，所述混合气包括合成气，所述合成气包括一氧化碳和氢气；余热回收单元(300)，所述余热回收单元(300)与所述气化单元(200)连通，所述余热回收单元(300)配置为利用所述混合气的热量产生水蒸汽；气体处理单元(400)，所述气体处理单元(400)与所述余热回收单元(300)连通，所述气体处理单元(400)配置为分离所述混合气以得到所述合成气；引风机(500)，所述引风机(500)设置在所述余热回收单元(300)与所述气体处理单元(400)之间，所述引风机(500)用于抽取所述余热回收单元(300)中的混合气并将所述混合气排出至所述气体处理单元(400)中。2.根据权利要求1所述的炼焦和烟气处理的耦合系统，其特征在于，所述炼焦和烟气处理的耦合系统(10)还包括压力转换装置(600)，所述压力转换装置(600)设置于所述烟道(102)，所述压力转换装置(600)用于向所述气化单元(200)的方向输送气流，以使所述气化单元(200)内保持正压状态。3.根据权利要求2所述的炼焦和烟气处理的耦合系统，其特征在于，所述压力转换装置(600)包括喷头，所述喷头伸入所述烟道(102)中，所述喷头用于向所述气化单元(200)的方向喷射所述气流，所述气流包括二氧化碳和水蒸气。4.根据权利要求3所述的炼焦和烟气处理的耦合系统，其特征在于，所述混合气还包括二氧化碳，所述气体处理单元(400)还配置为分离所述混合气以得到所述二氧化碳，所述气体处理单元(400)与所述压力转换装置(600)连通，以使所述气体处理单元(400)分离得到的二氧化碳进入所述压力转换装置(600)；所述余热回收单元(300)还与所述压力转换装置(600)连通，以使所述余热回收单元(300)中的水蒸气进入所述压力转换装置(600)。5.根据权利要求1所述的炼焦和烟气处理的耦合系统，其特征在于，所述炼焦和烟气处理的耦合系统(10)还包括氧气供应单元(700)，所述氧气供应单元(700)分别与所述焦炉(101)和所述气化单元(200)连通，所述氧气供应单元(700)配置为给所述焦炉(101)和所述气化单元(200)提供氧气。6.根据...

【专利技术属性】
技术研发人员：张立新，徐列，韩克明，
申请(专利权)人：华泰永创北京科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：